JP6236201B2 - Component mounting head for surface mounter - Google Patents
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Description
本発明は、ICチップ等の部品を基板上に実装する表面実装機において、部品を保持する部品保持ヘッドに関する。 The present invention relates to a component holding head that holds components in a surface mounter that mounts components such as IC chips on a substrate.
表面実装機は、ノズル等の部品保持具を有する部品保持ヘッドにより、部品を部品供給部からピックアップし、そのまま部品を保持して基板上に移送し、基板上の所定位置に実装するように構成されている。 The surface mounter is configured to pick up a component from the component supply unit by a component holding head having a component holder such as a nozzle, hold the component as it is, transfer it to the substrate, and mount it at a predetermined position on the substrate. Has been.
かかる部品保持ヘッドとしては、そのヘッド本体に複数のシャフトがそれぞれ軸線方向に沿ったZ方向(上下方向)に移動可能かつ軸線周りのT方向に回転可能に装着され、シャフトの下端にノズル等の部品保持具が装着された構成を有するものが知られている(例えば特許文献1)。そして、シャフトを軸線方向に沿ったZ方向(上下方向)に移動可能かつ軸線周りのT方向に回転可能とする機構としては、典型的にはボールスプライン機構が知られている(例えば特許文献2)。一方で本発明者は、ボールスプライン機構に代わる機構を特願2011−285821において提案した。 As such a component holding head, a plurality of shafts are respectively mounted on the head main body so as to be movable in the Z direction (vertical direction) along the axial direction and to be rotatable in the T direction around the axial line. What has the structure by which the component holder was mounted | worn is known (for example, patent document 1). A ball spline mechanism is typically known as a mechanism that allows the shaft to move in the Z direction (vertical direction) along the axial direction and to rotate in the T direction around the axial line (for example, Patent Document 2). ). On the other hand, the present inventor proposed a mechanism in place of the ball spline mechanism in Japanese Patent Application No. 2011-285821.
図4は、本発明者が提案した上記機構を備えた部品保持ヘッドの要部を示す概略断面図である。表面実装機の部品保持ヘッドのヘッド本体100に中空状のシャフトハウジング200が装着され、シャフトハウジング200にシャフト300が装着され、シャフト300の先端に部品保持具としてノズル400が装着されている。なお、図4の部品保持ヘッドはロータリー式であり、円柱状のヘッド本体100の外周に沿って複数のシャフトが配置され、ヘッド本体100はその軸線周りのR方向に回転する。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a component holding head provided with the above mechanism proposed by the present inventor. A
シャフト300は、中空状のシャフトハウジング200を貫通し、シャフトハウジング200に対して、軸線方向に沿ったZ方向(上下方向)に移動可能であるが、軸線周りのT方向には回転不可となるように装着されている。
The
シャフトハウジング200は、ヘッド本体100に対して、上下方向(Z方向)には移動不可であるが、シャフト300の軸線周りのT方向には回転可能となるように上下2箇所のベアリング210を介して装着されている。シャフトハウジング200をシャフト300の軸線周りのT方向に回転させるために、シャフトハウジング200の外周にギア220が設けられている。このギア220に、図示しない駆動モータに連結された駆動ギアを噛み合わせ駆動ギアを回転させることで、シャフトハウジング200は、ヘッド本体100に対してシャフト300の軸線周りのT方向に回転する。これにより、シャフト300もシャフトハウジング200と一体となって軸線周りのT方向に回転する。
The
シャフトハウジング200から上方に突出するシャフト300の上部外周を囲むようにコイルスプリング500が配置されている。コイルスプリング500の下端はヘッド本体100に固定されたスプリングベース510に支持され、コイルスプリング500の上端はスプリングホルダ520に保持されている。スプリングホルダ520はベアリング530を介してシャフト300の外周を囲むように装着されている。
A
このような構成により、コイルスプリング500はシャフト300にこれを上方に移動させる方向の力を作用させる。したがって、シャフト300は常時はその上限位置に付勢されている。シャフト300を下降させるときは、シャフト300の上端に固定されたシャフトヘッド310の上方に位置する押圧部材600を押し下げる。これにより、シャフト300がコイルスプリング500の弾性力に抗して下降する。
With such a configuration, the
ところが、図4の構成において、コイルスプリング500の下端はヘッド本体100に固定されたスプリングベース510に支持されているので、コイルスプリング500はシャフト300の軸線周りのT方向には回転しない。したがって、シャフト300のT方向の回転を可能とするために、コイルスプリング500の上端を保持するスプリングホルダ520とシャフト300との間にベアリング530を介在させる必要があり、その分、部品点数が増加してコストアップとなる。
However, in the configuration of FIG. 4, the lower end of the
また、ベアリング530にはコイルスプリング500による予圧(上方向の力)が作用しているので、シャフト300がT方向に回転する際にベアリング530とシャフト300(シャフトヘッド310)との間に摩擦抵抗が生じる。このため、シャフト300をT方向に回転させる駆動モータの駆動力を大きくする必要があり、駆動モータが大型化してしまう。
In addition, since preload (upward force) is applied to the
更に、ヘッド本体100がR方向に回転する際には、上記の摩擦抵抗によりシャフト300がT方向に連れまわり、シャフト300のT方向の位置精度が低下するという問題が生じる。
Further, when the head
なお、上述の諸問題は、本発明者が提案した上記機構を備えた図4の部品保持ヘッドに固有の問題ではなく、ボールスプライン機構を用いた部品保持ヘッドにも生じうる問題である。 The above-mentioned problems are not problems inherent to the component holding head of FIG. 4 provided with the mechanism proposed by the present inventor, but may also occur in a component holding head using a ball spline mechanism.
本発明が解決しようとする課題は、ヘッド本体に対してシャフトを上下方向に移動させる表面実装機の部品保持ヘッドにおいて、シャフトを上方向に付勢する予圧による摩擦抵抗の影響をなくすことにある。 The problem to be solved by the present invention is to eliminate the influence of the frictional resistance due to the preload that urges the shaft upward in the component holding head of the surface mounter that moves the shaft vertically with respect to the head body. .
本発明の一観点によれば、ヘッド本体にシャフトハウジングが上下移動不可かつ上下方向の軸線周りに回転可能に装着され、前記シャフトハウジングにシャフトが上下移動可能かつ上下方向の軸線周りに回転不可に装着され、前記シャフトの下端に部品を保持する部品保持具が装着される表面実装機の部品保持ヘッドであって、前記シャフトの上部に、第1弾性体が装着されると共に、前記第1弾性体の下端を支持する弾性体支持部材と前記第1弾性体の上端を保持する弾性体保持部材とが設けられ、前記弾性体保持部材は前記シャフトに固定され、前記弾性体支持部材は、前記シャフトハウジングとの間に装着された第2弾性体によって下方から支持され、前記シャフトを下方に移動させる押圧力が作用していない状態では前記ヘッド本体と接触することなく独立しており、前記弾性体支持部材の下方に、前記ヘッド本体に設けられた支持部が位置しており、前記シャフトを下方に移動させる押圧力が作用していない状態では前記弾性体支持部材と前記支持部とが離隔し、前記シャフトを下方に移動させたときに前記弾性体支持部材と前記支持部とが接触し、前記シャフトハウジングは、前記ヘッド本体に設けられたハウジング支持部により下方から支持されている表面実装機の部品保持ヘッドが提供される。 According to one aspect of the present invention, the shaft housing is mounted on the head main body so as not to move up and down and can rotate about the vertical axis, and the shaft can move up and down on the shaft housing and cannot rotate about the vertical axis. A component holding head of a surface mounter that is mounted and mounted with a component holder that holds the component at the lower end of the shaft, wherein a first elastic body is mounted on the shaft and the first elasticity An elastic body supporting member that supports a lower end of the body and an elastic body holding member that holds an upper end of the first elastic body are provided, the elastic body holding member is fixed to the shaft, and the elastic body supporting member is The head body is supported by a second elastic body mounted between the shaft housing and the head body in a state where no pressing force is applied to move the shaft downward. Is independent without contact, below the elastic body support member, located support portion provided in the head body, wherein in a state where the pressing force for moving the shaft downward does not act The elastic body support member and the support portion are separated from each other, and when the shaft is moved downward, the elastic body support member and the support portion are in contact with each other, and the shaft housing is a housing provided in the head body. A component holding head of a surface mounter that is supported from below by a support portion is provided.
本発明において前記第1弾性体及び前記第1弾性体は、典型的には圧縮コイルスプリングで構成する。 In the present invention, the first elastic body and the first elastic body are typically constituted by compression coil springs.
本発明によれば、シャフトを上方向に予圧する第1弾性体の上端を保持する弾性体保持部材及び当該第1弾性体の下端を保持する弾性体支持部材は、いずれもヘッド本体と切り離されており、第1弾性体はシャフト(シャフトハウジング)と共にシャフトの軸線周りに回転する。したがって、第1弾性体とシャフトとの間にベアリングを介在させる必要がなく、その分、部品点数を削減できる。 According to the present invention, the elastic body holding member that holds the upper end of the first elastic body that preloads the shaft upward and the elastic body support member that holds the lower end of the first elastic body are both separated from the head body. The first elastic body rotates around the axis of the shaft together with the shaft (shaft housing). Therefore, there is no need to interpose a bearing between the first elastic body and the shaft, and the number of parts can be reduced accordingly.
また、第1弾性体の下端を保持する弾性体支持部材はシャフトを下方に移動させる押圧力が作用していない状態ではヘッド本体と接触することなく独立しているので、この状態でシャフトを軸線周りのT方向に回転させれば第1弾性体に起因する摩擦抵抗は生じず、シャフトを軸線周りのT方向に回転させる駆動モータを小型化できる。更に、この状態でヘッド本体を軸線周りのR方向に回転させたとしても、ヘッド本体側とシャフト側との間には第1弾性体に起因する摩擦抵抗はないので、シャフトがT方向に連れまわることはない。したがって、シャフトのT方向の位置精度の低下を招くことなく、ヘッド本体のR方向回転とシャフトのT方向回転の動作を並行して行うことができ、高効率化と高精度化を両立できる。 In addition, the elastic body supporting member that holds the lower end of the first elastic body is independent without being in contact with the head main body in a state where the pressing force for moving the shaft downward is not applied. If it rotates in the surrounding T direction, the frictional resistance resulting from a 1st elastic body will not arise, but the drive motor which rotates a shaft to the T direction around an axis line can be reduced in size. Furthermore, even if the head body is rotated in the R direction around the axis in this state, there is no frictional resistance caused by the first elastic body between the head body side and the shaft side, so that the shaft moves in the T direction. There is no turning. Therefore, the rotation of the head body in the R direction and the rotation of the shaft in the T direction can be performed in parallel without degrading the positional accuracy of the shaft in the T direction, and both high efficiency and high accuracy can be achieved.
また、シャフトを下方に移動させたときに弾性体支持部材とヘッド本体側の支持部とが接触するように構成すれば、シャフト下降時の第1弾性体の反力の一部をヘッド本体側で受けることができる。これにより、シャフトハウジングに過大な反力が作用することを防止でき、例えばシャフトハウジングを下方から支持するハウジング支持部の剛性を小さくして簡素化できる。 Further, if the elastic body support member and the head body side support portion are in contact with each other when the shaft is moved downward, a part of the reaction force of the first elastic body when the shaft is lowered is reduced to the head body side. Can be received at. Thereby, it is possible to prevent an excessive reaction force from acting on the shaft housing. For example, the rigidity of the housing support portion that supports the shaft housing from below can be reduced and simplified.
以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples shown in the drawings.
図1は、本発明の一実施例による部品保持ヘッドの要部を示す概略断面図である。表面実装機の部品保持ヘッドのヘッド本体10に中空状のシャフトハウジング20が装着され、シャフトハウジング20にシャフト30が装着され、シャフト30の先端に部品保持具としてノズル40が装着されている。なお、図1の部品保持ヘッドはロータリー式であり、円柱状のヘッド本体10の外周に沿って複数のシャフトが配置され、ヘッド本体10はその軸線周りのR方向に回転する。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a component holding head according to an embodiment of the present invention. A
シャフト30は、中空状のシャフトハウジング20を貫通し、シャフトハウジング20に対して、軸線方向に沿ったZ方向(上下方向)に移動可能であるが、軸線周りのT方向には回転不可となるように装着されている。具体的には、図2に示すように、シャフト30には一対のベアリング31が固定されており、この一対のベアリング31をシャフトハウジング20の上部に設けた一対のガイド溝23に嵌め込んでいる。これにより、シャフト30は、ガイド溝23の範囲内でシャフトハウジング20に対して上下方向(Z方向)に移動可能となっている。一方、シャフト30は、シャフトハウジング20に対して軸線周りには回転できない。すなわち、シャフト30は、シャフトハウジング20が軸線周りに回転したときに、シャフトハウジング20と一体となって軸線周りに回転する。
The
シャフトハウジング20は、ヘッド本体10に対して、上下方向(Z方向)には移動不可であるが、シャフト30の軸線周りのT方向には回転可能となるように上下2箇所のベアリング21を介して装着されている。また、シャフトハウジング20は、ヘッド本体10に設けられたハウジング支持部11により下方から支持されている。
The
シャフトハウジング20をシャフト30の軸線周りのT方向に回転させるために、シャフトハウジング20の外周にギア22が設けられている。このギア22に、図示しない駆動モータに連結された駆動ギアを噛み合わせ駆動ギアを回転させることで、シャフトハウジング20は、ヘッド本体10に対してシャフト30の軸線周りのT方向に回転する。これにより、シャフト30もシャフトハウジング20と一体となって軸線周りのT方向に回転する。
A
シャフトハウジング20から上方に突出するシャフト300の上部外周を囲むように圧縮コイルスプリングからなる第1弾性体50が配置されている。第1弾性体50の下端は弾性体支持部材51に支持され、第1弾性体50の上端は弾性体保持部材52に保持されている。弾性体支持部材51は、シャフトハウジング20の上面との間に装着された圧縮コイルスプリングからなる第2弾性体53によって下方から支持されている。一方、弾性体保持部材52はシャフト30に固定されている。
A first
このような構成により、第1弾性体50及び第2弾性体53はシャフト30にこれを上方に移動させる方向の力を作用させる。したがって、シャフト30は常時はその上限位置に付勢されている。シャフト30を下降させるときは、シャフト30の上端に固定されたシャフトヘッド32の上方に位置する押圧部材60を押し下げる。これにより、シャフト30が第1弾性体50及び第2弾性体53の弾性力に抗して下降する(図3)。
With such a configuration, the first
ここで、図1に示すようにシャフト30を下方に移動させる押圧力が作用していない状態では、第1弾性体50の下端を支持する弾性体支持部材51は、第1弾性体50及び第2弾性体53の弾性力(バネ定数)や自然長さなどを調整することにより、ヘッド本体10側の支持部12と離隔するように配置されている。なお、この状態では、第1弾性体50による反力と第2弾性体53による反力はバランスしている。
Here, as shown in FIG. 1, in the state where the pressing force for moving the
このように、シャフト30を上方向に予圧する第1弾性体50の上端を保持する弾性体保持部材52及び当該第1弾性体50の下端を保持する弾性体支持部材51は、いずれもヘッド本体10と切り離されており、第1弾性体50はシャフト30(シャフトハウジング20)と共にシャフト30の軸線周りに回転する。したがって、第1弾性体50とシャフト30との間にベアリングを介在させる必要がなく、その分、部品点数を削減できる。
Thus, the elastic body holding member 52 that holds the upper end of the first
また、第1弾性体50の下端を保持する弾性体支持部材51は、図1に示すようにシャフト30を下方に移動させる押圧力が作用していない状態ではヘッド本体10と接触することなく独立しているので、この状態でシャフト30(シャフトハウジング20)を軸線周りのT方向に回転させれば第1弾性体50に起因する摩擦抵抗は生じず、シャフト30(シャフトハウジング20)を軸線周りのT方向に回転させる駆動モータを小型化できる。更に、この状態でヘッド本体10を軸線周りのR方向に回転させたとしても、ヘッド本体10側とシャフト30側との間には第1弾性体50に起因する摩擦抵抗はないので、シャフト30がT方向に連れまわることはない。したがって、シャフト30のT方向の位置精度の低下を招くことなく、ヘッド本体10のR方向回転とシャフト30のT方向回転の動作を並行して行うことができ、高効率化と高精度化を両立できる。
Further, the elastic
一方、先に説明したように押圧部材60を押し下げてシャフト30を下方に移動させた状態では、図3に示すように、弾性体支持部材51はヘッド本体10側の支持部12と接触する。これにより、シャフト30下降時の第1弾性体50の反力の一部をヘッド本体10側の支持部12で受けることができるので、シャフトハウジング20に過大な反力が作用することを防止でき、シャフトハウジング20を下方から支持するハウジング支持部11の剛性を小さくして簡素化できる。例えば、図3の状態で第1弾性体50の反力が10Nで第2弾性体53の反力が4Nにて弾性体支持部材51がヘッド本体10側の支持部12と接触している場合、支持部12で6Nの反力を受けるので、ハウジング支持部11では4Nだけの反力を受ければよい。
On the other hand, in the state where the pressing
なお、以上の実施例では、図2に示したようにシャフトハウジング20のガイド溝23にシャフト30のベアリング31を嵌め込むことにより、シャフトハウジング30に対して、シャフト30を上下移動可能かつ上下方向の軸線周りに回転不可に装着したが、シャフトハウジングに対して、シャフトを上下移動可能かつ上下方向の軸線周りに回転不可に装着できる機構であれば図2の機構には限定されず、例えばボールスプライン機構を使用することもできる。この場合、スプラインナットが本発明でいうシャフトハウジング、スプラインシャフトが本発明でいうシャフトに対応することになる。
In the above embodiment, the
10 ヘッド本体
11 ハウジング支持部
12 支持部
20 シャフトハウジング
21 ベアリング
22 ギア
23 ガイド溝
30 シャフト
31 ベアリング
32 シャフトヘッド
40 ノズル
50 第1弾性体
51 弾性体支持部材
52 弾性体保持部材
53 第2弾性体
60 押圧部材
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記シャフトの上部に、第1弾性体が装着されると共に、前記第1弾性体の下端を支持する弾性体支持部材と前記第1弾性体の上端を保持する弾性体保持部材とが設けられ、
前記弾性体保持部材は前記シャフトに固定され、
前記弾性体支持部材は、前記シャフトハウジングとの間に装着された第2弾性体によって下方から支持され、前記シャフトを下方に移動させる押圧力が作用していない状態では前記ヘッド本体と接触することなく独立しており、
前記弾性体支持部材の下方に、前記ヘッド本体に設けられた支持部が位置しており、前記シャフトを下方に移動させる押圧力が作用していない状態では前記弾性体支持部材と前記支持部とが離隔し、前記シャフトを下方に移動させたときに前記弾性体支持部材と前記支持部とが接触し、
前記シャフトハウジングは、前記ヘッド本体に設けられたハウジング支持部により下方から支持されている表面実装機の部品保持ヘッド。 A shaft housing is mounted on the head body so that it cannot move up and down and can rotate around an axis in the vertical direction. A shaft can be mounted on the shaft housing so that it can move up and down and cannot rotate around an axis in the vertical direction. A component holding head of a surface mounter to which a component holder for holding
A first elastic body is mounted on an upper portion of the shaft, and an elastic body support member that supports a lower end of the first elastic body and an elastic body holding member that holds an upper end of the first elastic body are provided.
The elastic body holding member is fixed to the shaft;
The elastic body support member is supported from below by a second elastic body mounted between the shaft housing and is in contact with the head main body when no pressing force is applied to move the shaft downward. Independent,
A support portion provided in the head main body is positioned below the elastic body support member, and the elastic body support member and the support portion are in a state where a pressing force for moving the shaft downward is not applied. Is separated, and when the shaft is moved downward, the elastic body support member and the support portion are in contact with each other,
The shaft housing is a component holding head of a surface mounter that is supported from below by a housing support provided in the head body.
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